题目内容
【题目】在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g)M(g)+N(g),所得实验数据如下表:
实验 | 温度/℃[ | 起始时物质的量/mol | 平衡时物质的量/mol[来] | |
n(X) | n(Y) | n(M) | ||
① | 700 | 0.40 | 0.10 | 0.090 |
② | 800 | 0.10 | 0.40 | 0.080 |
③ | 800 | 0.20 | 0.30 | a |
④ | 900 | 0.10 | 0.15 | b |
下列说法正确的是( )
A.实验①中,若5min时测得n(M)=0.050mol,则0至5min时间内,用N表示的平均反应速率v(N)=2.0×10-2mol/(L·min)
B.实验②中,该反应的平衡常数K=2.0
C.实验③中,达到平衡是,X的转化率为60%
D.实验④中,达到平衡时,b>0.060
【答案】C
【解析】试题分析:A.实验①中,若5min时测得n(M)=0.050mol,浓度是0.0050mol/L,根据反应的化学方程式可知,同时生成的N的物质的量也是0.0050mol/L ,因此0至5min时间内,用N表示的平均反应速率υ(N)=0.0050mol/L ÷5min=1.0×10-3mol/(L·min),A项错误;B、实验②中,平衡时M的浓度是0.0080mol/L,同时生成的N的浓度是0.0080mol/L,消耗X与Y的浓度均是0.0080mol/L,因此平衡时X和Y的浓度分别为0.01mol/L-0.0080mol/L=0.002mol/L,0.04mol/L-0.0080mol/L=0.032mol/L,因此反应的平衡常数K=(0.0080×0.0080)÷(0.002×0.032)=1,B项错误;C.根据反应的化学方程式可知,如果X的转化率为60%,则
X(g)+Y(g)M(g)+N(g)
起始浓度(mol/L) 0.020 0.030 0 0
转化浓度(mol/L) 0.012 0.012 0.012 0.012
平衡浓度(mol/L)0.008 0.018 0.012 0.012
温度不变,平衡常数不变,则K=(0.0120×0.0120)÷(0.008×0.018)=1,即反应达到平衡状态,因此最终平衡时X的转化率为60%。C项正确;D.700℃时
X(g)+Y(g)M(g)+ N(g)
起始浓度(mol/L) 0.040 0.010 0 0
转化浓度(mol/L) 0.009 0.009 0.009 0.009
平衡浓度(mol/L) 0.0310. 001 0.009 0.009
则该温度下平衡常K=(0.009×0.009)÷(0.031×0.001)=2.9>1,这说明升高温度平衡常数减小,即平衡向逆反应方向移动,因此正方应是放热反应。若容器④中温度也是800℃,由于反应前后体积不变,则与③相比④平衡是等效的,因此最终平衡时M的物质的量b=0.5a=0.06。当温度升高到900℃时平衡向逆反应方向移动,因此b<0.060,D项错误,答案选C。